Diffusion coefficients of gas mixtures using a Loschmidt cell combined with holographic interferometry

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In dem beantragten Projekt soll das Loschmidt-Verfahren basierend auf holografischer Interferometrie zur hochgenauen Bestimmung von Diffusionskoeffizienten binärer Gasgemische weiterentwickelt werden. Hierfür ist die Optimierung einer bestehenden Apparatur notwendig, die von der Arbeitsgruppe um Prof. Vogel von der Abteilung Physikalische Chemie der Universität Rostock übernommen wurde. Die durch holografische Interferometrie zugängliche Information über die Partlaidichte in Abhängigkeit von Ort und Zeit kann genutzt werden, um die Transportvorgänge in der Loschmidt-Zelle vollständig zu erfassen. Auf dieser Basis soll ein neues Auswerteverfahren zur präzisen Bestimmung von binären Diffusionskoeffizienten entwickelt werden, das neben der molekularen Diffusion auch Konvektion, Quellen und Senken sowie die Konzentrationsabhängigkeit des binären Diffusionskoeffizienten berücksichtigt. Die verbesserte Apparatur und das neue Auswerteverfahren sollen zunächst an dem Edelgassystem Argon-Neon getestet werden, wobei der binäre Diffusionskoeffizient in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und Konzentration ermittelt wird. Bei weiteren Untersuchungen für das System Krypton-Helium liegt der Schwerpunkt auf der Analyse der Konzentrationsabhängigkeit, für die in der Literatur widersprüchliche Ergebnisse zu finden sind. Das dritte zu untersuchende System Ammoniak-Helium wurde aufgrund des stärkeren Realgasverhaltens im Vergleich zu den Edelgassystemen gewählt.